JPH10261564A - Charged particle beam aligner - Google Patents

Charged particle beam aligner

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JPH10261564A
JPH10261564A JP9064826A JP6482697A JPH10261564A JP H10261564 A JPH10261564 A JP H10261564A JP 9064826 A JP9064826 A JP 9064826A JP 6482697 A JP6482697 A JP 6482697A JP H10261564 A JPH10261564 A JP H10261564A
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JP
Japan
Prior art keywords
reticle
pattern
stage
particle beam
exposure
Prior art date
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Pending
Application number
JP9064826A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Hata
一成 秦
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9064826A priority Critical patent/JPH10261564A/en
Publication of JPH10261564A publication Critical patent/JPH10261564A/en
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  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam aligner for improving throughput. SOLUTION: This device projects a small-area pattern to a wafer 2 successively for exposure while continuously moving a wafer 2 that is placed on a wafer stage 8 and a reticle 1 that is placed on a reticle stage 5 and has a plurality of small regions where a pattern is formed. In this case, the device has a polarization position correction circuit 16 for performing a first projection control for performing projection exposure while continuously and relatively moving stages 8 and 5 in a first axis direction and a second projection control for performing projection exposure while relatively and continuously moving the stages 8 and 5 in a second axial direction. Therefore, the projection exposure of the entire pattern of the reticle 1 is performed continuously onto the wafer 2 while alternately performing the continuous move in the directions of (x) and (y).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微細パターンのリ
ソグラフィーに用いられる荷電粒子線露光装置に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a charged particle beam exposure apparatus used for lithography of fine patterns.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体基板上へLSIパターンを
露光する装置では光露光が用いられているが、近年、パ
ターンが微細化するにつれて、解像度の点で優れている
電子ビーム露光が用いられるようになりつつある。とこ
ろが、電子ビーム露光ではこれまで微小スポットのラス
タスキャン方式や可変整形方式で描画する方法が主流で
あったため、1チップまたは複数チップのパターンを一
度に露光することができる光露光に比べスループットの
点で劣っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, light exposure is used in an apparatus for exposing an LSI pattern on a semiconductor substrate. In recent years, as patterns have become finer, electron beam exposure, which is excellent in resolution, has been used. It is becoming. However, in the electron beam exposure, a method of drawing by a raster scan method or a variable shaping method of minute spots has been the mainstream so far, and thus throughput is lower than light exposure which can expose a pattern of one chip or a plurality of chips at once. Was inferior.

【0003】このような電子ビーム露光におけるスルー
プットの不利を改善する意味で、光露光の場合と同様
に、レチクルのパターンをウエハ上に投影露光する方式
が提案されている。しかし、広い範囲を露光する場合に
は十分な露光精度を得るために歪の補正が必要である
が、電子ビーム露光ではこの歪補正が困難であるために
光露光のように1チップあるいは複数チップを一括で露
光することができなかった。そのため、レチクル上の1
チップ分のパターンを複数の小領域に分割し、レチクル
とウエハとを連続的に移動しながら小領域毎の投影露光
を順に行うことによって1チップ全体のパターンを露光
する方法が提案されている。
In order to improve the disadvantage of the throughput in the electron beam exposure, a method of projecting and exposing a reticle pattern onto a wafer has been proposed as in the case of the light exposure. However, when exposing a wide range, it is necessary to correct distortion in order to obtain sufficient exposure accuracy. However, it is difficult to correct this distortion with electron beam exposure, so that one or more chips are required as in light exposure. Could not be exposed all at once. Therefore, 1 on the reticle
A method has been proposed in which a chip pattern is divided into a plurality of small areas, and a pattern of the entire chip is exposed by sequentially performing projection exposure for each small area while continuously moving the reticle and the wafer.

【0004】図5は上述した露光方法を説明する図であ
り、レチクル1およびウエハ2の斜視図である。通常、
レチクル1の1チップ分のパターン領域100は電子ビ
ームEBの偏向可能幅よりも大きいため、複数の領域に
分割される。図5では、y方向の幅が電子ビームEBの
y方向偏向可能幅より小さい2つの領域100a,10
0bに分割される。さらに、各領域100a,100b
は矩形断面形状を有する電子ビームEBで一括照射可能
な小領域111に分割される。パターン領域100のパ
ターンはウエハ2上の複数のチップ領域200に投影さ
れる。各チップ領域200はレチクル1の領域100
a,100bのパターンが投影露光される領域200a
および200bから成り、さらに、各領域200a,2
00bはレチクル1の各小領域111に対応する複数の
小領域211から成る。
FIG. 5 is a view for explaining the above-described exposure method, and is a perspective view of the reticle 1 and the wafer 2. Normal,
Since the pattern area 100 for one chip of the reticle 1 is larger than the deflectable width of the electron beam EB, it is divided into a plurality of areas. In FIG. 5, two regions 100a, 100a in which the width in the y direction is smaller than the width of the electron beam EB that can be deflected in the y direction.
0b. Further, each region 100a, 100b
Are divided into small regions 111 that can be collectively irradiated with an electron beam EB having a rectangular cross-sectional shape. The pattern in the pattern area 100 is projected onto a plurality of chip areas 200 on the wafer 2. Each chip area 200 is the area 100 of the reticle 1
area 200a on which the patterns 100a and 100b are projected and exposed
And 200b, and further, each region 200a, 2
00b is composed of a plurality of small areas 211 corresponding to each small area 111 of the reticle 1.

【0005】次に、露光動作を説明する。まず、領域1
00aのパターンをチップ2の領域200aに投影露光
する場合には、レチクル1を+x方向(領域100a,
100bの長手方向)に、ウエハ2を−x方向にそれぞ
れ一定速度で連続移動させつつ、電子ビームEBをy方
向に偏向させて破線R1で示すような経路で各小領域1
11に順に照射することによって、各小領域111のパ
ターンを領域200aの対応する小領域211に投影露
光する。このようにして領域100aの図示左端から右
端までの露光が終了したら、レチクル1およびウエハ2
の連続移動を停止した後にレチクル1を+y方向に、ウ
エハ2を−y方向に所定量だけステップ移動する。次い
で、レチクル1を−x方向にウエハ2を+x方向に一定
速度で連続移動しつつ、領域100aの場合と同様にし
て領域100bの右端から左端へと小領域111のパタ
ーンを領域200bの小領域211に順に投影露光す
る。なお、R2はレチクル1上における光軸AXの経路
を示している。
Next, the exposure operation will be described. First, area 1
In the case of projecting and exposing the pattern 00a to the region 200a of the chip 2, the reticle 1 is moved in the + x direction (the region 100a,
100b), the electron beam EB is deflected in the y direction while the wafer 2 is continuously moved in the −x direction at a constant speed, and each small area 1 is deflected in the path indicated by the broken line R1.
The pattern of each small area 111 is projected and exposed on the corresponding small area 211 of the area 200a by sequentially irradiating the small area 11. When the exposure from the left end to the right end of the region 100a is completed in this manner, the reticle 1 and the wafer 2
Is stopped, the reticle 1 is step-moved in the + y direction and the wafer 2 is step-moved in the -y direction by a predetermined amount. Next, while continuously moving the reticle 1 in the -x direction and the wafer 2 in the + x direction at a constant speed, the pattern of the small region 111 is changed from the right end to the left end of the region 100b in the same manner as in the case of the region 100a. Projection exposure is performed on 211 in order. R2 indicates the path of the optical axis AX on the reticle 1.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに領域100のy方向の幅寸法は電子ビームEBの偏
向可能幅よりも大きいため複数の領域100a,100
bに分割し、各領域100a,100b毎にレチクル
1,ウエハ2を一方向(x方向)に連続移動させながら
パターンの投影露光を行う。しかしながら、連続移動と
次の連続移動との間にはレチクル1およびウエハ2のy
方向へのステップ移動が存在するが、この間はパターン
露光が行われない無駄時間であってスループットの低下
要因となっている。
As described above, the width of the region 100 in the y direction is larger than the deflectable width of the electron beam EB.
The pattern is exposed while the reticle 1 and the wafer 2 are continuously moved in one direction (x direction) for each of the regions 100a and 100b. However, between the continuous movement and the next continuous movement, y of reticle 1 and wafer 2
There is a step movement in the direction, but during this time, pattern exposure is not performed, which is a dead time and causes a decrease in throughput.

【0007】本発明の目的は、スループットを向上させ
ることができる荷電粒子線露光装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a charged particle beam exposure apparatus capable of improving the throughput.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図1〜3に対応付けて説明する。 (1)請求項1の発明は、基板ステージ8上に載置され
た感応基板2と、レチクルステージ5上に載置されて、
パターンが形成された複数の小領域111を有するレチ
クル1とを相対的に連続移動させつつ、小領域111の
パターンを感応基板2に順に投影露光する荷電粒子線露
光装置に適用され、各ステージ8,5を第1の軸方向
(図3のx方向)に相対的に連続移動をさせつつパター
ンを投影露光する第1の投影制御と、各ステージ8,5
を第2の軸方向(図3のy方向)に相対的に連続移動を
させつつパターンを投影露光する第2の投影制御とを行
う投影制御回路16を備えて上述の目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載の荷電粒子線
露光装置において、投影制御回路16は、レチクルステ
ージ5の位置検出からレチクル1に照射される荷電粒子
線EBの偏向までの時間遅れに起因する荷電粒子線EB
の照射位置ずれと、基板ステージ8の位置検出から感応
基板2に照射される荷電粒子線EBの偏向までの時間遅
れに起因する荷電粒子線EBの照射位置ずれとを補正し
て、各ステージ5,8の加減速移動時にも露光動作を行
うようにした。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. (1) According to the first aspect of the present invention, the sensitive substrate 2 placed on the substrate stage 8 and the reticle stage 5
Each stage 8 is applied to a charged particle beam exposure apparatus that sequentially projects and exposes the pattern of the small area 111 to the sensitive substrate 2 while relatively continuously moving the reticle 1 having the plurality of small areas 111 on which the pattern is formed. , 5 in a first axial direction (x-direction in FIG. 3), a first projection control for projecting and exposing a pattern, and each of the stages 8, 5
The above-described object is achieved by providing a projection control circuit 16 for performing a second projection control for projecting and exposing a pattern while relatively continuously moving the pattern in a second axial direction (y direction in FIG. 3). (2) According to a second aspect of the present invention, in the charged particle beam exposure apparatus according to the first aspect, the projection control circuit 16 performs a process from the detection of the position of the reticle stage 5 to the deflection of the charged particle beam EB applied to the reticle 1. Charged particle beam EB due to time delay
And the irradiation position shift of the charged particle beam EB caused by the time delay from the detection of the position of the substrate stage 8 to the deflection of the charged particle beam EB applied to the sensitive substrate 2 is corrected. , 8 during the acceleration / deceleration movement.

【0009】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図1は本発明による荷電粒
子線露光装置の実施の形態を示す図であり、電子ビーム
投影露光装置の概略構成を示すブロック図である。3は
露光装置の電子光学鏡筒であり、不図示の電子銃より出
射された電子ビームEBはレチクル照明光学系4により
レチクルステージ5に装着されたレチクル1に照射され
る。さらに、レチクル1を通過した電子ビームEBがウ
エハ投影光学系7によりウエハステージ8に装着された
ウエハ2に投影され、ウエハ2上にパターン像が結像さ
れる。10,11はレチクルステージ5およびウエハス
テージ8のxy位置(各ステージ面をxy面とする)を
各々検出するレーザ干渉計である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing an embodiment of a charged particle beam exposure apparatus according to the present invention, and is a block diagram showing a schematic configuration of an electron beam projection exposure apparatus. Reference numeral 3 denotes an electron optical column of the exposure apparatus. An electron beam EB emitted from an electron gun (not shown) is applied to a reticle 1 mounted on a reticle stage 5 by a reticle illumination optical system 4. Further, the electron beam EB that has passed through the reticle 1 is projected onto the wafer 2 mounted on the wafer stage 8 by the wafer projection optical system 7, and a pattern image is formed on the wafer 2. Reference numerals 10 and 11 denote laser interferometers for detecting xy positions of the reticle stage 5 and the wafer stage 8 (each stage surface is an xy surface).

【0011】12は露光装置全体の制御を行うホストコ
ンピュータであり、パターンメモリ13、レチクルステ
ージ制御系14、ウエハステージ制御系15が接続され
ている。パターンメモリ13には露光情報(レチクル1
のパターン情報等)が予めホストコンピュータ12から
ダウンロードされており、パターンメモリ13に接続さ
れた偏向位置補正回路16,アナログ偏向系17により
レチクル照明系光学系4およびウエハ投影光学系7が制
御される。18はレーザ干渉計10,11からの検出信
号に基づいて各ステージ5,8の位置および速度を算出
するステージ位置・速度演算回路であり、算出結果はレ
チクルステージ制御系14,ウエハステージ制御系15
および偏向位置補正回路16へ送られる。
Reference numeral 12 denotes a host computer for controlling the entire exposure apparatus, to which a pattern memory 13, a reticle stage control system 14, and a wafer stage control system 15 are connected. Exposure information (reticle 1) is stored in the pattern memory 13.
The reticle illumination system optical system 4 and wafer projection optical system 7 are controlled by a deflection position correction circuit 16 and an analog deflection system 17 connected to a pattern memory 13 in advance. . Reference numeral 18 denotes a stage position / speed calculation circuit for calculating the position and speed of each of the stages 5 and 8 based on detection signals from the laser interferometers 10 and 11, and the calculation results are based on a reticle stage control system 14 and a wafer stage control system 15.
And sent to the deflection position correction circuit 16.

【0012】図2は偏向位置補正回路16の詳細を示す
ブロック図であり、301はパターンメモリ13からの
パターンデータ、401〜406はステージ位置・速度
演算回路18の算出データであり、401はレチクルス
テージ位置信号、402はウエハステージ位置信号、4
03,404はレチクルステージ5のx方向速度信号お
よびy方向速度信号、405,406はウエハステージ
8のx方向速度信号およびy方向速度信号である。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the deflection position correction circuit 16, wherein 301 is pattern data from the pattern memory 13, 401 to 406 are calculation data of the stage position / speed calculation circuit 18, and 401 is a reticle. Stage position signal, 402 is a wafer stage position signal, 4
Numerals 03 and 404 denote x- and y-direction velocity signals of the reticle stage 5, and 405 and 406 denote x- and y-direction velocity signals of the wafer stage 8.

【0013】31〜34はパターンデータ301を各ス
テージ5,8上の座標に変換する回路であり、31,3
2はレチクルステージ上におけるパターンのx座標およ
びy座標を算出するレチクルステージx座標変換回路お
よびレチクルステージy座標変換回路であり、33,3
4はウエハステージ上におけるパターン像のx座標およ
びy座標を算出するウエハステージx座標変換回路およ
びウエハステージy座標変換回路である。また、35〜
38は算出された各ステージ5,8のx,y座標とステ
ージ位置・速度演算回路18から得られるx,y座標の
実測値との差分をとることにより電子ビームEBを照射
すべき位置とステージ5,8の位置の誤差を求める位置
誤差回路であり、35および36はレチクルステージx
位置誤差回路およびレチクルステージy位置誤差回路、
37および38はウエハステージx位置誤差回路および
ウエハステージy位置誤差回路である。
Numerals 31 to 34 denote circuits for converting the pattern data 301 into coordinates on the stages 5 and 8, respectively.
Reference numeral 2 denotes a reticle stage x coordinate conversion circuit and a reticle stage y coordinate conversion circuit for calculating the x coordinate and the y coordinate of the pattern on the reticle stage.
Reference numeral 4 denotes a wafer stage x-coordinate conversion circuit and a wafer stage y-coordinate conversion circuit for calculating the x coordinate and the y coordinate of the pattern image on the wafer stage. 35-
Numeral 38 denotes a position to be irradiated with the electron beam EB and a stage by calculating a difference between the calculated x, y coordinates of each of the stages 5 and 8 and the measured values of the x and y coordinates obtained from the stage position / speed calculation circuit 18. Position error circuits for obtaining position errors of positions 5 and 8; 35 and 36 are reticle stages x
Position error circuit and reticle stage y position error circuit,
37 and 38 are a wafer stage x position error circuit and a wafer stage y position error circuit.

【0014】ところで、図1に示した露光装置では図5
に示した露光装置と同様にステージ5,8を移動させつ
つ露光するため、例えば上述した位置誤差回路35〜3
8の演算結果を用いてアナログ偏向系17を制御すると
した場合、位置誤差回路35〜38で算出されてから実
際にアナログ偏向系17により電子ビームEBが整定す
るまでに「時間遅れ」が発生する。そして、この「時間
遅れ」の間にステージ5,8が移動するために電子ビー
ム6の照射位置にずれが生じることになる。本発明で
は、このずれの発生を防ぐために速度フィードフォワー
ド制御回路39〜42を設けた。速度フィードフォワー
ド制御回路39〜42では、ステージ位置・速度演算回
路18で得られたステージ5,8の実際の速度と、例え
ば実験的に求められる「遅れ時間」との積を算出し、位
置誤差検出回路35〜38の出力に加算する。なお、3
9,40はレチクルステージ5のx速度およびy速度フ
ィードフォワード制御回路、41,42はウエハステー
ジ8のx速度およびy速度フィードフォワード制御回路
であり、各制御回路の演算結果はアナログ偏向系17に
入力される。
By the way, in the exposure apparatus shown in FIG.
In order to perform exposure while moving the stages 5 and 8 similarly to the exposure apparatus shown in FIG.
In the case where the analog deflection system 17 is controlled by using the calculation result of No. 8, a "time delay" occurs from when the electron beam EB is settled by the analog deflection system 17 after being calculated by the position error circuits 35 to 38. . Then, during this “time delay”, the stages 5 and 8 move, so that the irradiation position of the electron beam 6 shifts. In the present invention, the speed feedforward control circuits 39 to 42 are provided in order to prevent the occurrence of this shift. The speed feedforward control circuits 39 to 42 calculate the product of the actual speeds of the stages 5 and 8 obtained by the stage position / speed calculation circuit 18 and, for example, an experimentally determined “delay time”, and calculate the position error. It is added to the outputs of the detection circuits 35 to 38. In addition, 3
Reference numerals 9 and 40 denote x-speed and y-speed feedforward control circuits of the reticle stage 5, 41 and 42 denote x-speed and y-speed feedforward control circuits of the wafer stage 8, and the calculation results of each control circuit are sent to the analog deflection system 17. Is entered.

【0015】図3はレチクル1に設けられた領域100
の平面図である。図3(a)に示すように、領域100
はx方向が長手方向である領域51,53,55,57
とy方向が長手方向である領域52,54,56とに分
割される。領域51,53,55,57のy方向の幅寸
法および領域52,54,56のx方向の幅寸法はそれ
ぞれ電子ビームEBの偏向可能幅以下に設定される。
FIG. 3 shows a region 100 provided on the reticle 1.
FIG. As shown in FIG.
Are regions 51, 53, 55, and 57 in which the x direction is the longitudinal direction.
And regions 52, 54 and 56 whose longitudinal direction is the y direction. The widths of the regions 51, 53, 55, and 57 in the y direction and the widths of the regions 52, 54, and 56 in the x direction are respectively set to be equal to or less than the deflectable width of the electron beam EB.

【0016】次に、図3を用いて露光手順を説明する。
まず、ホストコンピュータ12はレチクルステージ5お
よびウエハステージ8をそれぞれ露光開始位置SPまで
移動させる。例えば、露光装置の光軸が露光開始位置S
Pにくるようにレチクルステージ5を移動し、その後停
止させる。ここで、露光開始位置SPの設定位置は、領
域100の境界からの距離(x方向およびy方向の距
離)が偏向可能幅の1/2以内となるように設定され
る。なお、ウエハステージ8に関しては、ウエハ−レチ
クル間の縮小比により決定されるが、ここではウエハス
テージ8に関する説明を省略する。
Next, the exposure procedure will be described with reference to FIG.
First, the host computer 12 moves the reticle stage 5 and the wafer stage 8 to the exposure start position SP. For example, when the optical axis of the exposure apparatus is the exposure start position S
The reticle stage 5 is moved so as to come to P, and then stopped. Here, the setting position of the exposure start position SP is set such that the distance from the boundary of the area 100 (the distance in the x direction and the y direction) is within の of the deflectable width. Note that the wafer stage 8 is determined by the reduction ratio between the wafer and the reticle, but the description of the wafer stage 8 is omitted here.

【0017】各ステージ5,8の露光開始位置への移動
が完了したならば、いったんステージ5,8の移動を停
止し、ホストコンピュータ12はパターンメモリ13に
露光開始命令を、レチクルステージ制御系14およびウ
エハステージ制御系15に移動命令を発する。ここで、
レチクルステージ5の移動方向は図3の+x方向であ
り、各ステージ制御系14,15にはパラメータとして
目標位置(図3に示したEP),移動速度,加速度等が
与えられる。目標位置EPは、開始位置SPと同様に領
域100の境界から距離が偏向可能幅の1/2以内とな
るように設定される。
When the movement of each of the stages 5 and 8 to the exposure start position is completed, the movement of the stages 5 and 8 is stopped once, and the host computer 12 sends an exposure start command to the pattern memory 13 and a reticle stage control system 14. Then, a movement command is issued to wafer stage control system 15. here,
The moving direction of the reticle stage 5 is the + x direction in FIG. 3, and a target position (EP shown in FIG. 3), a moving speed, an acceleration, and the like are given to each of the stage control systems 14 and 15 as parameters. The target position EP is set such that the distance from the boundary of the area 100 is within 偏向 of the deflectable width similarly to the start position SP.

【0018】露光動作が開始されると、パターンメモリ
13から露光データが順次読み出されて偏向位置補正回
路16に入力され、アナログ偏向系17によって光学系
4,7が制御される。露光開始位置SPに到達したと認
識すると、ホストコンピュータ12は最初の露光小領域
111a(図3(b)参照)のパターンデータを出力す
る。これらのパターンデータはレチクルステージx,y
座標変換回路31,32とウエハステージx,y座標変
換回路33,34に入力され、各ステージ5,8の座標
に変換される。
When the exposure operation is started, the exposure data is sequentially read from the pattern memory 13 and input to the deflection position correction circuit 16, and the optical systems 4 and 7 are controlled by the analog deflection system 17. When recognizing that the exposure start position SP has been reached, the host computer 12 outputs the pattern data of the first exposure small area 111a (see FIG. 3B). These pattern data are stored in the reticle stage x, y
The coordinates are inputted to the coordinate conversion circuits 31 and 32 and the wafer stage x and y coordinate conversion circuits 33 and 34 and are converted into the coordinates of the respective stages 5 and 8.

【0019】例えば、小領域111aに露光されるパタ
ーンの座標データを(xd,yd)とし、このデータ(x
d,yd)は座標変換回路31〜34によって、レチクル
ステージ座標(xr,yr)およびウエハステージ座標
(xw,yw)に変換されるとする。これら(xr,y
r),(xw,yw)は位置誤差回路35〜38で各ステ
ージ5,8の実測位置と比較される。すなわち、位置信
号401によりレチクルステージ5の実測座標(xrm,
yrm)が入力され、位置信号402によりウエハステー
ジ8の実測座標(xwm,ywm)が入力されるとすれば、
位置誤差として、
For example, the coordinate data of the pattern exposed on the small area 111a is (xd, yd), and this data (xd
d, yd) are converted into reticle stage coordinates (xr, yr) and wafer stage coordinates (xw, yw) by coordinate conversion circuits 31-34. These (xr, y
r) and (xw, yw) are compared with the actually measured positions of the stages 5 and 8 in the position error circuits 35 to 38. That is, the actually measured coordinates (xrm, xrm,
yrm) and the actual measured coordinates (xwm, ywm) of the wafer stage 8 based on the position signal 402,
As the position error,

【数1】Δxr=xr−xrm ,Δyr=yr−yrm Δxw=xw−xwm ,Δyw=yw−ywm が位置誤差回路35〜38から出力される。## EQU1 ## Position error circuits 35 to 38 output .DELTA.xr = xr-xrm, .DELTA.yr = yr-yrm, .DELTA.xw = xw-xwm, and .DELTA.yw = yw-ywm.

【0020】次いで、速度フィードフォワード制御回路
39〜42は「時間遅れ」に相当する距離を各ステージ
実速度と遅れ時間に相当する係数δとの積として算出
し、前述した位置誤差Δxr,Δyr,Δxw,Δywに加
算して出力する。例えば、各ステージ5,8の実速度を
(Vrx,Vry),(Vwx,Vwy)とし、係数δをδr,
δwとすると、速度フィードフォワード制御回路39〜
42は次式で表されるレチクルステージ座標(xrd,y
rd)およびウエハステージ座標(xwd,ywd)を出力す
る。
Next, the speed feedforward control circuits 39 to 42 calculate the distance corresponding to the "time delay" as the product of the actual speed of each stage and the coefficient δ corresponding to the delay time, and calculate the position errors Δxr, Δyr, It is added to Δxw and Δyw and output. For example, the actual speed of each of the stages 5 and 8 is (Vrx, Vry), (Vwx, Vwy), and the coefficient δ is δr,
Assuming that δw, the speed feedforward control circuit 39-
42 is a reticle stage coordinate (xrd, y) expressed by the following equation.
rd) and the wafer stage coordinates (xwd, ywd).

【数2】 xrd=Δxr+Vrx・δr ,yrd=Δyr+Vry・δr xwd=Δxw+Vwx・δw ,ywd=Δyw+Vwy・δw レチクル照明光学系4における電子ビームEBの偏向は
xrd,yrdに基づいて制御され、ウエハ投影光学系7に
おける電子ビームEBの偏向はxrd,yrdに基づいて制
御される。
Xrd = Δxr + Vrx · δr, yrd = Δyr + Vry · δr xwd = Δxw + Vwx · δw, ywd = Δyw + Vwy · δw The deflection of the electron beam EB in the reticle illumination optical system 4 is controlled based on xrd and yrd, and the wafer projection optics. The deflection of the electron beam EB in the system 7 is controlled based on xrd and yrd.

【0021】このようにして、レチクル1を+x方向に
連続移動させつつ電子ビームEBを偏向して領域51の
図示左端から右端へと電子ビームEBを照射する。この
とき、ウエハステージ8を−x方向に移動させる。図3
において、破線で示した矢印R3は図5のR2と同様に
レチクル1上の光軸の移動経路を示しており、上述した
レチクル1の+x方向への移動により光軸はSPからE
Pまで移動する。なお、図5の領域100a,100b
と同様、各領域51〜57のそれぞれは図3(b)に示
すように複数の小領域111に分割されており、電子ビ
ームEBの照射経路は例えば破線矢印R4で示すような
経路となる。なお、露光開始時には光軸位置はSPであ
るため、露光開始と同時に電子ビームEBをx方向に偏
向して領域51の左端から順次露光する。
In this way, the electron beam EB is deflected while continuously moving the reticle 1 in the + x direction, and the electron beam EB is irradiated from the left end to the right end of the area 51 in the drawing. At this time, the wafer stage 8 is moved in the −x direction. FIG.
5, an arrow R3 indicated by a broken line indicates a moving path of the optical axis on the reticle 1, similarly to R2 in FIG. 5, and the optical axis moves from SP to E by the movement of the reticle 1 in the + x direction.
Move to P. The regions 100a and 100b in FIG.
Similarly to the above, each of the regions 51 to 57 is divided into a plurality of small regions 111 as shown in FIG. 3B, and the irradiation path of the electron beam EB is, for example, a path indicated by a broken arrow R4. Since the optical axis position is SP at the start of the exposure, the electron beam EB is deflected in the x direction simultaneously with the start of the exposure, and the exposure is sequentially performed from the left end of the area 51.

【0022】上述したように領域51の露光が終了した
ら、次いで領域52の露光を行う。なお、光軸が目標位
置EPに到達する前からステージ5,8の減速を開始
し、EPに到達した時に速度が零となるように制御され
る。各ステージ5,8の+x方向および−x方向への移
動を停止し、レチクルステージ5を+y方向に、ウエハ
ステージ8を−y方向に連続移動(加速→一定速度→減
速)させながら領域52のパターンを露光する。このと
きの光軸の経路はEPからP1までとなる。同様に、x
方向の連続移動およびy方向の連続移動を交互に繰り返
しながら領域53,54,55,56,57の順に露光
を行って、領域100全体のパターンをウエハ2の1チ
ップ全ての領域に露光する。このときの光軸の経路はP
1〜P5となる。
When the exposure of the region 51 is completed as described above, the exposure of the region 52 is performed. The deceleration of the stages 5 and 8 is started before the optical axis reaches the target position EP, and the speed is controlled to become zero when the optical axis reaches the target position EP. The movement of each of the stages 5 and 8 in the + x direction and the −x direction is stopped, and the reticle stage 5 is continuously moved in the + y direction and the wafer stage 8 is continuously moved in the −y direction (acceleration → constant speed → deceleration). Expose the pattern. The path of the optical axis at this time is from EP to P1. Similarly, x
Exposure is performed in the order of the regions 53, 54, 55, 56, and 57 while alternately repeating the continuous movement in the direction and the continuous movement in the y direction. The path of the optical axis at this time is P
1 to P5.

【0023】上述した実施の形態では、レチクル1およ
びウエハ2をx方向に連続移動させながら露光動作を行
うとともに、レチクル1およびウエハ2をy方向に移動
させる際にもそれぞれを連続移動させつつ露光動作を行
っている。その結果、1チップ全領域のパターンを露光
する際に、露光動作をほとんど中断することなくパター
ン露光を行うことができ、従来よりスループットを向上
させることができる。また、レチクルステージ5および
ウエハステージ8の実測速度に基づいてパターンの露光
位置補正を行っているため、各ステージ5,8の加減速
時にも精度良い露光が可能となり、ステージ移動距離を
チップ200の幅寸法より小さく抑えることができて、
さらにスループットを改善することができる。
In the above-described embodiment, the exposure operation is performed while the reticle 1 and the wafer 2 are continuously moved in the x direction, and the exposure is performed while the reticle 1 and the wafer 2 are continuously moved in the y direction. Is working. As a result, when exposing the pattern of the entire area of one chip, the pattern exposure can be performed with almost no interruption of the exposure operation, and the throughput can be improved as compared with the conventional case. Further, since the exposure position of the pattern is corrected based on the actually measured speeds of the reticle stage 5 and the wafer stage 8, accurate exposure can be performed even when the stages 5 and 8 are accelerated and decelerated. Can be kept smaller than the width dimension,
Further, the throughput can be improved.

【0024】図4は他の露光手順を示す図である。レチ
クル1の領域100は7つの領域61〜67に分割さ
れ、光軸が破線矢印R5に示すように、レチクル上に領
域100の周辺から中央部に渦巻き状に移動する経路を
取るようにステージ5,8の移動が制御される。この場
合も、電子ビームEBは図3(b)の場合と同様に偏向
される。
FIG. 4 is a diagram showing another exposure procedure. The region 100 of the reticle 1 is divided into seven regions 61 to 67, and the stage 5 is arranged so that the optical axis takes a path of spiral movement from the periphery of the region 100 to the center on the reticle as shown by a dashed arrow R5. , 8 are controlled. Also in this case, the electron beam EB is deflected as in the case of FIG.

【0025】この実施の形態でも、x,y方向いずれの
方向にステージ5,8を移動するときもパターンの投影
露光が行われるので、スループットが向上する。また、
加減速時もパターンの投影露光が行われるが、実測され
た速度に応じてパターンの投影位置を補正するようにし
たので、像の位置精度を維持したままスループットを向
上させることが可能となる。
Also in this embodiment, since the projection exposure of the pattern is performed when the stage 5 or 8 is moved in any of the x and y directions, the throughput is improved. Also,
The pattern is also exposed during acceleration / deceleration, but the projection position of the pattern is corrected in accordance with the actually measured speed, so that the throughput can be improved while maintaining the position accuracy of the image.

【0026】上述した実施の形態と特許請求の範囲の要
素との対応において、ウエハ2は感応基板に、ウエハス
テージ8は基板ステージに、x方向が第1の軸方向に、
y方向が第2の軸方向にそれぞれ対応し、偏向位置補正
回路16が投影制御回路に対応する。
In the correspondence between the above embodiment and the elements of the claims, the wafer 2 is a sensitive substrate, the wafer stage 8 is a substrate stage, the x direction is a first axial direction,
The y direction corresponds to the second axis direction, and the deflection position correction circuit 16 corresponds to the projection control circuit.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レチクルステージおよび基板ステージを第1および第2
の軸方向のいずれの方向に移動するときもパターンの投
影露光が行われるため、レチクルの全領域のパターンを
露光する際に露光動作をほとんど中断することなくパタ
ーン露光を行うことができ、従来よりスループットを向
上させることができる。また、請求項2の発明によれ
ば、実測速度に基づいてパターンの投影位置を補正する
ようにしたので各ステージの加減速時でもパターンの投
影露光が可能となり、像の位置精度を維持したままスル
ープットを向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
The reticle stage and the substrate stage are first and second
The projection exposure of the pattern is performed when moving in any direction of the axial direction of the reticle, so that when exposing the pattern of the entire area of the reticle, the pattern exposure can be performed with almost no interruption of the exposure operation. Throughput can be improved. According to the second aspect of the present invention, the pattern projection position is corrected based on the actually measured speed, so that the pattern can be exposed even when each stage is accelerated or decelerated, and the position accuracy of the image is maintained. Throughput can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による荷電粒子線露光装置の実施の形態
を示す図であり、電子ビーム投影露光装置の概略構成を
示すブロック図。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a charged particle beam exposure apparatus according to the present invention, and is a block diagram showing a schematic configuration of an electron beam projection exposure apparatus.

【図2】図1の偏向位置補正回路16の詳細を示すブロ
ック図。
FIG. 2 is a block diagram showing details of a deflection position correction circuit 16 in FIG. 1;

【図3】露光手順を説明する図であり、(a)は領域1
00における露光動作時の光軸の経路を示し、(b)は
荷電ビームEBの照射経路を示す。
3A and 3B are views for explaining an exposure procedure, wherein FIG.
The path of the optical axis at the time of the exposure operation at 00 is shown, and (b) shows the irradiation path of the charged beam EB.

【図4】露光手順の他の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing another example of the exposure procedure.

【図5】従来の露光装置による露光方法を説明する図で
あり、レチクルおよびウエハの斜視図。
FIG. 5 is a view for explaining an exposure method using a conventional exposure apparatus, and is a perspective view of a reticle and a wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レチクル 2 ウエハ 3 電子光学鏡筒 4 レチクル照明光学系 5 レチクルステージ 7 ウエハ投影光学系 8 ウエハステージ 10,11 レーザ干渉計 12 ホストコンピュータ 13 パターンメモリ 14 レチクルステージ制御系 15 ウエハステージ制御系 16 偏向位置補正回路 17 アナログ偏向系 18 ステージ位置・速度演算回路 31 レチクルステージx座標変換回路 32 レチクルステージy座標変換回路 33 ウエハステージx座標変換回路 34 ウエハステージy座標変換回路 35 レチクルステージx位置誤差回路 36 レチクルステージy位置誤差回路 37 ウエハステージx位置誤差回路 38 ウエハステージy位置誤差回路 39,41 x速度フィードフォワード制御回路 40,42 y速度フィードフォワード制御回路 Reference Signs List 1 reticle 2 wafer 3 electron optical column 4 reticle illumination optical system 5 reticle stage 7 wafer projection optical system 8 wafer stage 10, 11 laser interferometer 12 host computer 13 pattern memory 14 reticle stage control system 15 wafer stage control system 16 deflection position Correction circuit 17 Analog deflection system 18 Stage position / velocity calculation circuit 31 Reticle stage x coordinate conversion circuit 32 Reticle stage y coordinate conversion circuit 33 Wafer stage x coordinate conversion circuit 34 Wafer stage y coordinate conversion circuit 35 Reticle stage x position error circuit 36 Reticle Stage y position error circuit 37 Wafer stage x position error circuit 38 Wafer stage y position error circuit 39,41 x speed feed forward control circuit 40,42 y speed feed forward control circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板ステージ上に載置された感応基板
と、レチクルステージ上に載置されて、パターンが形成
された複数の小領域を有するレチクルとを相対的に連続
移動させつつ、前記小領域のパターンを前記感応基板に
順に投影露光する荷電粒子線露光装置において、 前記各ステージを第1の軸方向に相対的に連続移動をさ
せつつ前記パターンを投影露光する第1の投影制御と、
前記各ステージを第2の軸方向に相対的に連続移動をさ
せつつ前記パターンを投影露光する第2の投影制御とを
行う投影制御回路を備えることを特徴とする荷電粒子線
露光装置。
1. The method according to claim 1, wherein the sensitive substrate mounted on the substrate stage and the reticle mounted on the reticle stage and having a plurality of small regions on which the pattern is formed are relatively continuously moved. In a charged particle beam exposure apparatus that sequentially projects and exposes a pattern of an area onto the sensitive substrate, a first projection control for projecting and exposing the pattern while relatively continuously moving each of the stages in a first axial direction;
A charged particle beam exposure apparatus comprising: a projection control circuit for performing a second projection control for projecting and exposing the pattern while relatively continuously moving each of the stages in a second axial direction.
【請求項2】 請求項1に記載の荷電粒子線露光装置に
おいて、 前記投影制御回路は、前記レチクルステージの位置検出
から前記レチクルに照射される荷電粒子線の偏向までの
時間遅れに起因する荷電粒子線の照射位置ずれと、前記
基板ステージの位置検出から前記感応基板に照射される
荷電粒子線の偏向までの時間遅れに起因する荷電粒子線
の照射位置ずれとを補正して、前記各ステージの加減速
移動時にも露光動作を行うようにしたことを特徴とする
荷電粒子線露光装置。
2. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the projection control circuit is configured to charge the device due to a time delay from a position detection of the reticle stage to a deflection of the charged particle beam irradiated on the reticle. Correcting the irradiation position deviation of the particle beam and the irradiation position deviation of the charged particle beam caused by the time delay from the position detection of the substrate stage to the deflection of the charged particle beam irradiated to the sensitive substrate, A charged particle beam exposure apparatus characterized in that the exposure operation is performed even during the acceleration / deceleration movement of the apparatus.
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